추상 클래스보다는 인터페이스를 우선하라(인터페이스의 장점)(1) - [4장. 클래스와 인터페이스(아이템20)]

  자바가 제공하는 다중 구현 메커니즘은 '인터페이스와 추상 클래스' 2가지가 있다. 자바 8부터 인터페이스도 Default Method를 제공할 수 있기 때문에 두 메커니즘 모두 인스턴스 메서드를 구현 형태로 제공할 수 있다.

  둘의 가장 큰 차이는 추상 클래스가 정의한 타입을 구현하는 클래스는 반드시 추상 클래스의 하위 클래스가 되어야 한다는 점이다. 자바는 단일 상속만 지원하니, 추상 클래스 방식은 새로운 타입을 정의하는 데 커다란 제약을 안게 되는 것이다.
  반면 인터페이스가 선언한 메서드를 모두 정의하고 그 일반 규약을 잘 지킨 클래스라면 다른 어떤 클래스를 상속했든 같은 타입으로 취급된다.

  여기까지가 추상클래스와 인터페이스에 대한 간단한 설명이다. 이번 글에서 인터페이스의 5가지 장점들을 살펴보면서 '왜 추상 클래스보다 인터페이스를 우선해서 사용해야 하는가'에 대한 이유를 알아보자.

 

장점 1. 기존 클래스에도 손쉽게 새로운 인터페이스를 구현해 넣을 수 있다. 🍵

  인터페이스를 구현하는 방법은 매우 쉽다. 인터페이스가 요구하는 메서드를 추가하고, 클래스 선언에 implements 구문만 추가하면 된다. (자바 플랫폼에서도 Comparable, Iterable, AutoCloseable 인터페이스가 새로 추가되었을 때 표준 라이브러리의 수많은 기존 클래스가 이 인터페이스들을 구현한 채 릴리스 되었다.)

  하지만, 기존 클래스 위에 새로운 추상 클래스를 끼워넣기는 어렵다. 두 클래스가 같은 추상 클래스를 확장하길 원한다면, 그 추상 클래스는 계층구조상 두 클래스의 공통 조상이어야 하기 때문이다. 이 방식은 클래스 계층구조에 커다란 혼란을 야기한다.

 

장점 2. 인터페이스는 믹스인(mixin) 정의에 안성맞춤이다. 🍶

  '믹스인(mixin)'이란 클래스가 구현할 수 있는 타입으로, 믹스인을 구현한 클래스에 원래의 '주된 타입'외에도 특정 선택적 행위를 제공한다고 선언하는 효과를 준다. 예를 들어, Comparable은 자신을 구현한 클래스의 인스턴스들끼리는 순서를 정할 수 있다고 선언하는 믹스인 인터페이스이다.

  인터페이스는 믹스인을 정의할 수 있지만, 추상 클래스로는 믹스인을 정의할 수 없다. 이유는 간단하다. 기존 클래스에 덧씌울 수 없기 때문이다. 자바는 다중 상속을 허용하지 않고, 클래스 계층구조에는 믹스인을 삽입하기에 합리적인 위치가 없기 때문이다.

 

장점 3. 인터페이스로는 계층구조가 없는 타입 프레임워크를 만들 수 있다. 🥛

  '도형 - 사각형 - 정사각형'과 같이 계층 구조를 쉽게 구분할 수 있는 것도 있지만, 현실에는 계층을 엄격히 구분하기 어려운 개념도 많다.

  예를 들어, '가수' 또는 '작곡가'를 구현할 수도 있겠지만, '가수'와 '작곡가'를 둘 다 구현할 수도 있다.

public interface Singer {
    AudioClip sing(Song s);
}

----------

public interface Songwriter {
    Song compose(int chartPosition);
}

----------

public interface SingerSongwriter extends Singer, Songwriter {
    AudioClip strum();
    void actSensitive();
}

 

장점 4. 래퍼 클래스 관용구와 함께 사용하면 인터페이스는 기능을 향상 시키는 안전하고 강력한 수단이 된다. 🧉

  이 부분은 아이템 18(상속보다는 컴포지션을 사용하라)에서 다루었던 내용이다.

  타입을 추상 클래스로 정의해 두면 그 타입에 기능을 추가하는 방법은 상속뿐이다. 아이템 18에서 살펴본 것처럼 아래의 이유들로 인해 상속은 캡슐화를 깨뜨린다는 문제점이 있다.

• 상위 클래스가 어떻게 구현되느냐에 따라 하위 클래스의 동작에 이상이 생길 수 있다.
• 상위 클래스에 새로운 메서드가 추가된다면 하위 클래스가 깨질 수 있다.

  그렇기 때문에 아래와 같이 래퍼 클래스 관용구와 함께 사용한다면 인터페이스는 기능을 향상 시키는 안전하고 강력한 수단이 된다.

public class ForwardingSet<E> implements Set<E> {
    private final Set<E> s;
    public ForwardingSet(Set<E> s){
        this.s = s;
    }
    
    public void clear()               { s.clear(); }
    public boolean contains(Object o) { return s.contains(o); }
    public boolean isEmpty()        { return s.isEmpty(); }
    public int size()               { return s.size(); }
    public Iterator<E> iterator()   { return s.iterator(); }
    public boolean add(E e)         { return s.add(e); }
    public boolean remove(Object o) { return s.remove(o); }
    public boolean containsAll(Collection<?> c)
                                    { return s.containsAll(c); }
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c)
                                    { return s.addAll(c); }
    public boolean removeAll(Collection<?> c)
                                    { return s.removeAll(c); }
    public boolean retainAll(Collection<?> c)
                                    { return s.retainAll(c); }
    public Object[] toArray()       { return s.toArray(); }
    public <T> T[] toArray(T[] a)   { return s.toArray(a); }
    @Override
    public boolean equals(Object o) { return s.equals(o); }
    @Override
    public int hashCode()           { return s.hashCode(); }
    @Override
    public String toString()        { return s.toString(); }
}

 

장점 5. 인터페이스의 메서드 중 구현 방법이 명백한 것이 있다면, 그 구현을 디폴트 메서드로 제공해 프로그래머들의 일감을 덜어줄 수 있다. ☕

  Collection.java의 removeIf가 좋은 예시가 될 수 있다.

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
    default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
        Objects.requireNonNull(filter);
        boolean removed = false;
        final Iterator<E> each = iterator();
        while (each.hasNext()) {
            if (filter.test(each.next())) {
                each.remove();
                removed = true;
            }
        }
        return removed;
    }
}

  이렇게 디폴트 메서드를 제공할 때는 상속하려는 사람을 위한 설명을 @implSpec 자바독 태그를 붙여 문서화해야 한다.

---

  지금까지 인터페이스의 장점들을 알아보았다. 다음 글에서는 인터페이스와 추상 클래스의 장점을 모두 취하는 방법인 '추상 골격 구현(Skeletal Implementation) 클래스'를 알아보자.

 

해당 글은 백기선 님의 '이펙티브 자바 완벽 공략'을 참고하였습니다.